化学链干重整联合制氢热力学分析及实验

摘要

提出了一种化学链甲烷干重整联合制氢工艺.该工艺由还原反应器、干重整反应器、蒸汽反应器和空气反应器组成,在实现制氢的同时获得可变H2/CO比的合成气.借助ASPEN plus软件和小型流化床实验台,在等温条件下,温度900℃,采用Fe2O3/Al2O3载氧体,对该工艺进行热力学分析和实验验证.结果显示,当铁氧化物被还原至FeO/Fe时,干重整反应器内甲烷转化率可以达到98％,CO产率可以达到94％.干重整反应器中同时发生甲烷干重整和部分氧化反应,载氧体内部晶格氧可以有效降低积炭并提高合成气H2/CO比.积炭发生于晶格氧消耗殆尽时.积炭进入蒸汽反应器,发生气化反应,降低氢气纯度.